引言
建筑作为人类最古老的行业之一，目前正面临巨大的挑战。一方面是全球城镇化和人口增长对建筑业提出的巨大需求：自2007年以来，全球已有一半以上的人口居住在城市；到2030年，这一数字预计将上升到60%[1]。为了满足人类日益增长的需求，预计到2060年，全球建筑面积将有2300亿平方米的惊人增长。另一方面，建筑业使用的材料占到全球自然资源开采量的30%以上。建筑业也是全球最大的排放源之一。根据相关数据，建筑物的建造和运行占全球能源使用量的36%，在与能源相关的二氧化碳排放量中占比39%。低碳技术是整个社会进入低碳发展的保证，而BIM技术则是建筑业迈入低碳科技时代的源头。
BIM技术产生的背景
1973年，第一次全球石油危机爆发，由于石油资源的短缺与提价，节能增效成为了许多行业需要考虑的问题。1975年，佐治亚理工大学的教授提出了建筑描述系统(Building Description System)用于实现建筑工程问题的可视化和量化分析，提高工程建设效率。1999年，建筑产品模型 (Building Product Model)被提出。该模型被认为可以从概念、设计、施工到建筑全生命周期过程提供建筑产品整合的信息。2002年，欧特克公司将Building Information Modeling的首字母连接起来使用，成为了今天众所周知的“BIM”。
随着2030年碳达峰，2060年碳中和的政策提出，低碳技术是建立低碳社会的重要保证。BIM技术的运用、数字化建造、智能化运维、物联网IOT技术使低碳建筑成为了可能。其中BIM技术的运用将是低碳建筑的基石。
BIM ：建筑行业的基因族谱与源代码
提到BIM很多人并不陌生，但对BIM的认识仅存在于3D翻模或项目展示，然而这只是BIM庞大冰山的一角。广义上来说，BIM不仅包括多维数据信息模型，二维CAD参数化设计模式也是BIM的一种形式。
B 代表建筑，也可以认为是整个土建类，包括城市规划、土木工程、建筑学、建筑环境与设备工程、建筑节能技术与工程等。所以B代表的是建筑的广度，也是整个建设领域。
I 代表信息。BIM的核心价值在于Information，是大数据时代的产物。建筑行业长久以来的问题是信息碎片化，数字化程度低。而BIM技术通过数字信息化手段，整合了整个建筑行业的源代码，其不仅能携带整个项目的基础数据，更大的优势在于整合海量全生命周期过程中的数据。建筑行业作为数据量最大，应用范围最广的行业之一，随着BIM技术的成熟与普及，势必会促进建筑行业大数据与智能化时代的到来。
M则有二层含义。一是模型，这种模型是一种工作模式而不是单纯的物理模型。即在项目开始前，业主召集设计方、施工方、材料供应商、监理等各方面一起做出一个BIM模型，类似于“拟完成竣工的模型”。二是模拟，模拟建筑设计施工和运行的过程，也有人将这个翻译成塑模。
建筑全生命周期的碳排放包括建筑材料获取，项目规划设计，施工安装，建筑使用维护及拆除清理五个部分。在设计阶段利用BIM技术进行建筑能耗模拟数据分析，运用先进技术手段实现低碳和高舒适性。通过模拟分析，增加对自然资源和可再生能源的利用。例如通过被动式手段，降低建筑负荷，从根本上降低建筑建造和运行中的碳排放。此外对通风、采光、空气质量进行模拟和优化，降低建筑对化石燃料的使用。信息科技的利用，使低碳发展成为一种质朴的、可持续性的发展，同时形成一套与自然环境耦合的生态圈。
BIM通过数字化设计，仿真模拟建造的施工进度和成本控制，整合设计院、业主、施工、供应商、设备制造，使工程项目完整一体化交付成为可能。BIM的终极应用是提高设计施工质量和效率，改变建筑的商业模式。BIM代表着一种新的理念和实践，即通过信息技术的应用和创新的商业模式来减少建筑行业内的各种浪费，进而降低建筑的碳排放。
建筑隐含碳的计算与建造数字化
隐含碳(Embodied Carbon)是个不被一般大众熟知的概念，是指产品或服务除了在实际生产过程中产生的碳以外，还包括在整个供应链中所释放出的所有温室气体总量。即隐含碳可以追溯到获取原材料的生产前阶段。世界上近8%的二氧化碳排放来自传统混凝土，建筑中高达80%的隐含碳来自结构材料，因此可持续发展必须依赖低碳选择。BIM作为隐含碳计算器在详细建筑设计完成后会以单一元素来映射各种材料。它能够快速地察觉到隐含碳等重要指标；估算出一个项目在制造、运输和组装所有材料过程中的温室气体排放量，以及材料的维护和报废成本。因此BIM技术对于准确计算建筑碳排放计算有重大的价值。
在工业4.0的基础上，2020年住建部提出了建筑工业化的要求，建筑工业化就必须始于建筑数字化。传统设计和建造方式的弊端就是无法沉淀知识与进步。长久以来建筑行业由于产品标准化低、复杂程度高、数据量大、获取数据困难等使建筑设计不够精细，建造过程管理粗放，项目延迟改动的情况频繁发生。BIM技术则恰好弥补了这方面的不足。利用BIM技术数据，将结构构件进行数字化编码预制生产，在工地进行快速搭建。BIM技术应用建筑的户型库与装备配式构件产品库，可以使建筑设计标准化，构件规格化，减少设计错误，提高出图效率，提升现场施工和安装效率。利用BIM技术应用构件数字化模块化的特点，通过用户参与，进行空间设计。让原本冰冷的混凝土空间就像是组装一批规格各异，品质优良的零件一样，迅速且充满温度的呈现出来。
跨界联动：启迪低碳世界
随着物联网、万物互联、大数据、云计算、GIS等技术的浪潮，跨界整合资源成为建筑行业需要思考的问题。BIM技术作为建筑行业的数字底座，将是建筑跨界资源整合的唯一途径。基于BIM物联网应用将使每个设备，每个构件都有了自己的身份，让他们在自己的位置上发挥出从未有过的价值。BIM作为大数据、云计算的兵工厂，使设计师通过数据挖掘手段，在庞大且源源不断的数据流中轻松找到有价值的信息。
BIM作为建筑信息的源代码是物联网的核心及灵魂，为物联网数据的收集反馈，更新提供了广阔的信息来源。建筑业BIM与物联网的结合将开创建筑行业的新时代。基于BIM和物联网应用，使物理基础设施与IT系统可以无缝连接起来，实现系统的整合。人们可以快速高效的对建筑中的设备与构件进行检测、管理和控制。BIM与大数据结合，使得数据获取与分析方式发生了颠覆式的变化。BIM作为数据的载体，使数据可储存、可搜索、可计算和可追溯等。海量BIM数据仓库的建立，使所蕴含的信息在广度和深度两个维度迅速增长，减少了知识获取的成本，降低了跨界门槛，促进了创新的产生。
云计算使得数据的价值被重新定义。面对海量的数据，云计算通过互联网将数据上传到云端，解决了IT基础设施搭建运行费用高昂的问题，为设计院、甲方等解除了后顾之忧。通过云平台充分释放当今计算机强大的算力。从让而数据的即时读取、分析变为可能，它们所携带的信息和含义可以被充分挖掘。通过成熟的数据管道与可视化技术，数据背后不在是枯燥的0和1，而是像骇客帝国里那样对现实世界的真实映射。
BIM与大数据、云计算、物联网、GIS、万物互联等科技的跨界整合，使得历史悠久的建筑行业被科技赋予了新生。新的技术可以被方便使用，能源可以有效利用和计量。智慧的低碳建筑不仅需要从全生命周期角度考虑低碳建筑运行模式，更需要从低碳目标规划、低碳技术开发、低碳设计效果评价等方面全方位考虑。BIM技术应用掌握了建筑行业的基因族谱，赋予每一个构件的功能定义，设备的运行定义，信息的传递定义，使数字源代码和人的思维产生了很好的同频共振。在建筑信息化技术迅猛发展和数字化意识不断提高的今天，运用BIM技术加速整合建筑市场各专业和资源，推动信息化进程，从而达到建筑产业的升级，减少资源浪费，完成整个生态链的整合已经成为不可阻挡的趋势。
美的楼宇科技：BIM技术的践行者
信息化技术革命的一声炮响，给建筑行业送来了BIM。美的楼宇科技先行研究的专家团队是低碳BIM技术坚定的践行者。我们将通过BIM技术的工具开发与运用，解放设计师和工程师的生产力，大幅提高设计生产效率。在设计端从当前的计算机辅助设计，跨越到计算机参与设计。在全球步入低碳经济的时代背景下，科技将驱动建筑低碳的发展，低碳科技将颠覆化石能源为基石的工业文明发展模式。时代在召唤，美的楼宇科技将成为低碳科技的引领者，带来全新的革命。
[1] https://data.worldbank.org/